FR3064452A1 - Proteines vegetales hydrolysees adaptees a une utilisation en alimentation infantile - Google Patents

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de préparation d'un hydrolysat de protéines végétales ayant des caractéristiques adaptées à une utilisation en alimentation humaine et plus particulièrement en alimentation infantile, à l'hydrolysat en tant que tel et à son utilisation.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
064 452
52807
COURBEVOIE ©IntCI8: A 23 L 3/34 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
©) Date de dépôt : 31.03.17. © Demandeur(s) : COMPAGNIE LAITIERE
(© Priorité : EUROPEENNE Société anonyme — FR.
@ Inventeur(s) : ERABIT NICOLAS, GUILLEMOT
PIERRE et GUERRIER JEAN LOUIS.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 05.10.18 Bulletin 18/40.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : COMPAGNIE LAITIERE EUROPEENNE
apparentés : Société anonyme.
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : GEVERS & ORES.
PROTEINES VEGETALES HYDROLYSEES ADAPTEES A UNE UTILISATION EN ALIMENTATION INFANTILE.
tgr) La présente invention se rapporte à un procédé de préparation d'un hydrolysat de protéines végétales ayant des caractéristiques adaptées à une utilisation en alimentation humaine et plus particulièrement en alimentation infantile, à l'hydrolysat en tant que tel et à son utilisation.
FR 3 064 452 - A1
Figure FR3064452A1_D0001
i
Protéines végétales hydrolysées adaptées à une utilisation en alimentation infantile
La présente invention se rapporte à un hydrolysat de protéines végétales ayant des caractéristiques adaptées à une utilisation en alimentation humaine et plus particulièrement en alimentation infantile. Ces caractéristiques sont obtenues par la mise au point des conditions optimales de conduite des étapes de procédé permettant de garantir la qualité du produit avec des rendements élevés.
Les enfants souffrant d’allergies aux protéines de lait de vache (APLV) doivent bénéficier d’une alimentation adaptée. Les sociétés proposant ces produits de nutrition infantile spécialisée recherchent des ingrédients de haute qualité adaptés à la règlementation. Parmi ces ingrédients, les hydrolysats de protéines végétales sont utilisés dans les formules infantiles destinées aux bébés souffrant d’APLV (préparations pour nourrissons, préparations de suite, desserts pour nourrissons et enfants en bas âge,...) et constituent généralement l’unique source d’azote de ces formules.
Ces hydrolysats de protéines végétales, en plus de garantir l’absence d’allergène laitier, doivent répondre aux exigences les plus strictes en terme de qualité (profil en acides aminés, teneur en minéraux,...) et de sécurité des aliments (charges microbiennes, teneur en contaminants chimiques tels que métaux lourds, nitrates, chlorates) permettant d’obtenir un produit fini sûr, conforme aux règlementations en vigueur.
C’est dans ce but que la Demanderesse est parvenue à préparer un hydrolysat de protéines végétales destiné à être utilisé à une concentration comprise entre 10 et 30% dans une formulation infantile ayant des teneurs en minéraux et contaminants inférieures aux exigences réglementaires ; cet hydrolysat a les caractéristiques suivantes : Tableau 1 : Composition souhaitée et teneurs maximales en contaminants indésirables dans un hydrolysat de protéines végétales destiné à l’alimentation infantile en tenant compte de la règlementation européenne en vigueur
Caractéristiques Unité Limites visées
Protéines/Matière azotée totale (N x 6,25) g/100 g de matière sèche (MS) >60
Protéines non hydrolysées/insolubles % de protéines/matière azoté totale <10
Sodium mg/100 g < 1200
Potassium mg/100 g < 1500
Chlorure mg/100 g < 1500
Arsenic inorganique Pg/kg <50
Cadmium Pg/kg <50
Plomb Pg/kg <50
Mercure Pg/kg <50
Nitrates mg/kg <50
Chlorates mg/kg <0,35
La teneur en protéines non hydrolysées est estimée grâce une mesure de l’azote non protéique (NPN pour «non proteic nitrogen », c’est-à-dire peptides, acides aminés, urée,...) correspondant à l’azote soluble dans 15% (poids/poids) d’acide trichloroacétique. La fraction de protéines non hydrolysées est calculée par la formule suivante : (NT - NPN) / NT (avec NT = azote total) et est exprimée en % du total de la matière azotée.
Les procédés d’obtention des hydrolysats de protéines végétales nécessitent l’utilisation de protéines végétales (protéines de soja, protéines de riz, protéines de pois,...) issues de matières premières qui peuvent être initialement contaminées en métaux lourds. De plus, ces procédés impliquent des ajustements de pH avec des solutions alcalines (NaOH, KOH, Ca(OH)2,...) et des solutions acides (HCl, H3PO4,...). Ces ajustements apportent une quantité importante de minéraux (Na, K, Cl,...) et peuvent parfois apporter des contaminants (par exemple, chlorates). Enfin, l’eau utilisée tout au long de ces procédés peut être source de chlorates, de nitrates voire de pesticides. Toutes ces étapes représentent un risque d’apport de contaminants et entraînent le risque de compromettre l’utilisation des protéines végétales hydrolysées en alimentation infantile.
Par ailleurs, les procédés d’hydrolyse enzymatique ne permettent pas d’aboutir à une hydrolyse de toutes les protéines végétales, qui sont souvent insolubles dans la phase aqueuse. Pour améliorer la solubilité et la digestibilité de protéines végétales, il est préférable d’éliminer tout ou partie des protéines non hydrolysées/insolubles. Ainsi, une teneur en protéines hydrolysées plus importante améliorera les caractéristiques du produit fini et sera donc un critère déterminant pour le formulateur.
L’objectif de la présente invention est la mise au point d’un procédé permettant une modification de la composition des hydrolysats de protéines végétales destinée à les rendre utilisables en alimentation infantile grâce à : une réduction de la teneur en protéines non hydrolysées/insolubles, une réduction des teneurs en minéraux, une réduction des teneurs en métaux lourds et autres contaminants. Les cibles du tableau 1 sont données à titre indicatif mais toute modification permettant de se rapprocher de ces cibles est considérée comme une amélioration.
Des procédés de séparation peuvent, en théorie, être utilisés pour améliorer les caractéristiques des hydrolysats de protéines végétales :
- la séparation centrifuge permet d’éliminer les fractions de densité supérieure d’une solution. Cette technologie est classiquement utilisée pour éliminer les fractions insolubles d’une solution de protéines végétales hydrolysées. L’efficacité de la séparation centrifuge est étroitement liée aux conditions de sa mise en œuvre et aucun document bibliographique ne décrit les conditions optimales de mise en œuvre de la séparation centrifuge en aval de l’hydrolyse pour optimiser les rendements et améliorer la qualité du produit obtenu ;
- la nanofiltration est un procédé de filtration membranaire permettant de concentrer des solutions. Les membranes utilisées ont une forte perméabilité à l’eau, une perméabilité moyenne aux ions monovalents et une perméabilité très faible aux ions divalents. Ni la perméabilité aux métaux lourds et autres contaminants, ni les conditions optimales de conduite de la nanofiltration sur des solutions de protéines végétales hydrolysées n’ont été rapportées ;
- la diafîltration est réalisée sur un outil de filtration membranaire et consiste à diluer la solution, en général avec de l’eau, puis à la reconcentrer de manière à diminuer la concentration des espèces perméables tout en maintenant le niveau de concentration des espèces non perméables (ici, les hydrolysats de protéines végétales) ;
- l’électrodialyse est un procédé de déminéralisation fonctionnant avec des membranes perméables aux anions et des membranes perméables aux cations, l’application d’un champ électrique permet la migration des minéraux ;
- l’homogénéisation est un procédé dans lequel un traitement mécanique par haute pression dynamique est appliqué à un fluide. Ce type de traitement est susceptible de fragmenter des particules insolubles et d’améliorer leur solubilité ;
- les résines cationiques échangeuses d’ions sont des polymères permettant de modifier les concentrations en cations d’une solution. Il existe des résines avec une forte affinité pour le cadmium qui n’ont, à notre connaissance, pas été testées pour décontaminer des solutions de protéines végétales hydrolysées.
La Demanderesse a mis au point un nouveau procédé de préparation d’hydrolysat de protéines végétales qui combine plusieurs étapes de séparation dont l’optimisation des conditions de mise en œuvre permet une diminution améliorée de la teneur dudit hydrolysat en contaminants et rend cet hydrolysat utilisable pour l’alimentation infantile.
La Demande de Brevet Espagnol ES2559902 décrit un procédé d’obtention d’un hydrolysat de protéines végétales décontaminé en métaux lourds et mycotoxines. Outre une étape d’hydrolyse enzymatique des protéines végétales, ce procédé comprend une étape de séparation solide-liquide du mélange obtenu après hydrolyse ; l’étape de séparation solide-liquide peut être réalisée par divers moyens. Ce document illustre un mode de réalisation du procédé qui combine une séparation centrifuge conduite préalablement à l’hydrolyse enzymatique, cette hydrolyse est suivie d’une filtration, il ne mentionne cependant aucun des paramètres de conduite de ces étapes.
La Demande Internationale WO 1992015696 décrit un procédé d’obtention d’un hydrolysat de protéines végétales proposant un rendement amélioré. Ce procédé comprend une étape de séparation centrifuge, une étape d’ultrafiltration puis une étape de nanofiltration. Les conditions (pH, température) de conduite ces différentes étapes de séparation ne sont pas précisées et ce document n’a pas pour objectif la préparation d’un hydrolysat de protéines végétales adapté à l’alimentation infantile.
Il s’avère cependant que la Demanderesse a constaté que la définition précise des paramètres de conduite du procédé de préparation d’un hydrolysat sont indispensables à la reproductibilité de ce procédé et surtout à l’obtention d’une réduction significative des contaminants et à la maîtrise du profil minéral ; ces deux aspects sont indispensables pour l’utilisation de l’hydrolysat dans des préparations infantiles.
La présente invention se rapporte à un procédé de préparation d’un hydrolysat de protéines végétales comprenant les étapes suivantes :
a- préparation d’une suspension aqueuse de protéines végétales à une concentration comprise entre 2 et 50% (poids/poids) ;
La mise en suspension des protéines végétales dans une solution aqueuse, préférentiellement de l’eau, se fait par hydratation d’une poudre de concentré ou isolat de protéines végétales. Dans ce qui suit, les termes « concentré » ou « concentrât » ont la même signification et sont employés indifféremment ; ils visent des préparations ayant une teneur en protéines végétales d’au moins 60% MAT/MS. Les « isolats » sont eux des préparations de protéines végétales à une teneur d’au moins 90% MAT/MS.
Les concentrés ou isolats de protéines végétales peuvent notamment provenir de riz, de pois ou encore de soja.
Le pH de la suspension de protéines végétales est ajusté à une valeur comprise entre 6 et 9 par une ou plusieurs solutions alcalines ; par exemple, il s’agit de solution de NaOH, KOH, Ca(OH)2,... ; de préférence, il s’agit d’un mélange de NaOH et de KOH.
b- optionnellement, homogénéisation de la suspension aqueuse de protéines végétales préparée à l’étape a ;
L’homogénéisation est un procédé classique connu de l’homme du métier ; un exemple de mise en œuvre d’une étape d’homogénéisation est décrit dans l’Exemple 7.
c- hydrolyse enzymatique de la suspension aqueuse de protéines végétales issue de la ou des étapes précédentes ;
Cette étape peut être conduite par des techniques classiques connues de l’homme du métier, par exemple décrites dans la littérature (Hamada J.S. (2000). Characterization and Functional Properties of Rice Bran Proteins Modified by Commercial Exoproteases and Endoproteases. Journal of Food Science Vol. 65, No. 2,(305 - 310); Qiang Zhao, Hua Xiong, Cordelia Selomulya, Xiao Dong Chen, Honglan Zhong, Shenqi Wang, Wenjing Sun, Qiang Zhou (2012). Enzymatic hydrolysis of rice dreg protein: Effects of enzyme type on the functional properties and antioxidant activities of recoveredproteins. Food Chemistry 134 1360-1367).
Une ou plusieurs protéases (par exemple, EC 3.4.24.28; EC 3.4.11.1 ; EC 3.4.23.18 ; EC 3.4.21.62 ; EC 3.4.24.28, EC 3.4.21.4,...) sont utilisées pour hydrolyser les protéines. En amont de l’ajout de l’enzyme, le pH et la température de la solution sont ajustés pour être dans des conditions adaptées à l’enzyme utilisée. Ces conditions de pH et température, tout comme la dose à ajouter et le temps d’hydrolyse, sont ajustés par l’homme du métier en fonction des propriétés de l’enzyme utilisée.
Durant l’hydrolyse, le pH peut être ajusté constamment (méthode pH constant) ou non (pH libre).
A la fin de l’hydrolyse, l’enzyme est inactivée par traitement thermique dans les conditions choisies par l’homme du métier en fonction des propriétés de l’enzyme utilisée.
Cette étape du procédé permet d’obtenir une solution/suspension de protéines végétales hydrolysées dont les caractéristiques ne sont pas adaptées à une utilisation en alimentation infantile (voir l’Exemple 1), car cette solution/suspension contient trop de protéines non hydrolysées/insolubles, trop de minéraux, fréquemment trop de métaux lourds (cadmium et arsenic notamment), et potentiellement trop de contaminants (chlorates, nitrates,...).
d- séparation centrifuge réalisée à un pHi compris entre 6 et 9, de préférence, pHi est compris entre 7 et 8, et à une température comprise entre 15 et 85°C, de préférence entre 50 et 60°C et encore préférentiellement entre 53 et 57°C ;
Cette étape permet de réduire fortement la teneur en protéines non hydrolysées/insolubles et de diminuer les teneurs en métaux lourds (Exemple 2, notamment tableau 4) ; elle peut être réalisée dans une certaine gamme de concentration, de pH et de température mais les conditions décrites dans cette invention constituent un optimum permettant de garantir la qualité produit. Utilisée seule et/ou dans des conditions non optimisées, cette étape de décantation centrifuge ne permet pas d’obtenir un produit adapté à l’alimentation infantile.
e- nanofiltration du surnageant obtenu à l’étape d, préalablement ajusté à un plL compris entre 5 et 7, de préférence, pH2 est compris entre 5,5 et 6,5 ;
Cette étape permet d’éliminer une partie des minéraux ainsi que certains contaminants. La technologie de filtration membranaire est sélectionnée de manière à concentrer les peptides issus de protéines végétales générés par hydrolyse enzymatique tout en permettant l’élimination des minéraux, notamment monovalents, et des contaminants.
La nanofiltration a de préférence un seuil de coupure compris entre à 100 et 800 Da, de préférence entre 100 et 500 Da, encore préférentiellement entre 150 et 250 Da, et peut être conduite telle que décrite dans les Exemples 3 et 4.
Il a été découvert que le choix du pH pour la mise en œuvre de cette étape est déterminant pour la capacité de déminéralisation et de décontamination ; en effet, le pH auquel est réalisée l’étape de nanofiltration permet d’éliminer préférentiellement les minéraux (pour pH < 6) ou les contaminants (pour pH > 7). Il est donc possible d’ajuster le procédé selon les caractéristiques de la solution de protéines végétales hydrolysées pour atteindre les spécifications souhaitées.
A la suite de l’étape e, le procédé selon l’invention comprend une des deux étapes f (diafiltration) ou g (électrodialyse) suivantes :
f- diafiltration du produit issu de l’étape e avec la membrane de nano filtration utilisée à l’étape e à un pfh compris entre 5 et 7, de préférence, pHs entre 5,5 et 6,5 ;
Cette étape permet de parfaire l’élimination des minéraux et de certains contaminants.
Comme pour la nanofiltration, le pH auquel est réalisée l’étape de diafiltration permet d’éliminer préférentiellement les minéraux (pour pH < 6) ou les contaminants (pour pH > 7). Là encore, il est donc possible d’ajuster le procédé selon les caractéristiques de la solution de protéines végétales pour atteindre les spécifications souhaitées.
g- électrodialyse du rétentat obtenu à l’étape e ;
L’électrodialyse est une technologie classique, bien connue de l’homme du métier ; un exemple de mise en œuvre d’une telle étape est décrite à l’Exemple 5. h- optionnellement, concentration supplémentaire et/ou pasteurisation et/ou séchage de la solution obtenue.
Le produit préparé avec le procédé selon l’invention, dont un exemple de mise en œuvre est décrit dans l’Exemple 6, consiste en un hydrolysat de protéines végétales (sous forme liquide ou de poudre) obtenu par séparation centrifuge dans des conditions optimales puis par nanofiltration et diafiltration dans des conditions optimales, est également un objet de la présente invention ; ce produit présente l’avantage d’avoir des caractéristiques (notamment, teneurs en chlorate, nitrates et métaux lourds) adaptées à l’alimentation infantile, en particulier, leurs teneurs en métaux lourds sont inférieures aux seuils réglementaires sur le produit infantile et leurs teneurs en contaminants (nitrates, chlorates,...) sont réduites.
Optionnellement, ce précédé comprend en outre une étape de traitement du rétentat sur une résine cationique échangeuse d’ions ; un exemple de mise en œuvre d’une telle étape est illustré à l’Exemple 8. Cette étape optionnelle permet de réduire la teneur en cadmium dans l’hydrolysat.
Cette étape de traitement du rétentat sur une résine cationique échangeuse d’ions peut être mise en œuvre juste après l’étape d ou juste après l’étape e que cette étape e soit suivie de l’étape f ou de l’étape g.
De préférence, cette étape de traitement sur résine cationique échangeuse d’ions est mise en œuvre lorsque le procédé selon l’invention comprend une étape d’homogénéisation.
Selon un autre de ses objets, la présente invention se rapporte à un hydrolysat de protéines végétales, en particulier, de riz, de pois ou de soja, de préférence de riz, susceptible d’être obtenu par le procédé selon l’invention.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, l’hydrolysat de protéines végétales est tel qu’il contient des protéines (matière azotée totale) à une teneur supérieure ou égale à 60%, de préférence supérieure ou égale à 80%, et plus préférentiellement, supérieure ou égale à 90% en poids par rapport au poids total de matière sèche et qu’il contient une fraction de protéines hydrolysées/solubles à une teneur supérieure ou égale à 60%, de préférence supérieure ou égale à 80%, et plus préférentiellement, supérieure ou égale à 90% en poids par rapport au poids de protéines (matière azotée totale).
Selon un autre mode de réalisation de l’invention qui peut être combiné au précédent, l’hydrolysat de protéines végétales selon l’invention est tel qu’il contient :
- une teneur en chlorates inférieure ou égale à 0,35 mg/kg MS (matière sèche), de préférence inférieure ou égale à 0,20 mg/kg MS, encore préférentiellement inférieure ou égale à 0,10 mg/kg MS ; et/ou
- une teneur en nitrates inférieure ou égale à 50 mg/kg MS, de préférence inférieure ou égale à 40 mg/kg MS, de façon encore préférée inférieure ou égale à 30 mg/kg MS, encore préférentiellement inférieure ou égale à 20 mg/kg MS, et tout préférentiellement inférieure ou égale à 10 mg/kg MS ; et/ou
- une teneur en cadmium inférieure ou égale à 50 pg/kg MS, de préférence inférieure ou égale à 40 pg/kg MS, de façon encore préférée inférieure ou égale à 30 pg/kg MS.
Plus particulièrement, l’hydrolysat de protéines de riz selon l’invention se caractérise par la composition suivante :
Caractéristiques Unité Hydrolysat de protéines végétales selon l’invention
Protéines/matière azotée totale (N x 6,25) mg/100 g MS >60, de préférence >80
Protéines non hydrolysées/insolubles % de protéines/matière azoté totale < 10
Sodium mg/100 g MS < 1200
Potassium mg/100 g MS < 1500
Chlorure mg/100 g MS <1500
Arsenic inorganique gg/kgMS <50
Cadmium gg/kg MS <50
Plomb gg/kgMS <50
Mercure gg/kg MS <50
Nitrates mg/kg MS <50
Chlorates mg/kg MS <0,35
MS : matière sèche
La présente invention se rapporte encore à l’utilisation de l’hydrolysat de protéines végétales selon l’invention pour la fabrication de produits alimentaires, en particulier de préparations destinées à l’alimentation infantiles telles que des préparations pour nourrissons ou des préparations de suite dans lesquels les protéines végétales se substituent aux protéines laitières ; à titre indicatif, ce type de formulation comprend généralement entre 10 et 30%, de préférence entre 15 et 20%, en poids d’hydrolysat de protéines végétales, dont la teneur en protéines (matière azotée totale) est supérieure à 60%, de préférence supérieure à 80% en poids, par rapport au poids total de la formulation.
La présente invention se rapporte à une préparation alimentaire pour nourrisson et enfant de bas âge tel que dessert comprenant l’hydrolysat de protéines végétales selon l’invention.
Exemples
Exemple 1 : Protéines de riz hydrolysées
480 kg de concentré de protéines de riz à 80% de protéine par rapport à l’extrait sec, sont mélangés à 2720 kg d’eau pour obtenir une solution à 12% de protéines de riz. 20 L de NaOH 30% sont ajoutées pour ajuster le pH à 7,5. L’hydrolyse enzymatique est démarrée par un ajout de 1,28 g d’enzyme/100 g de MAT d’Alcalase 1.5 MG à la solution. Durant cette phase d’hydrolyse réalisée à une température constante de 55 °C, 17 L de KOH à 34% sont ajoutés de manière à maintenir le pH à 7,5 ± 0,1. Après 2 h d’hydrolyse, 11 L d’HCl à 33% sont ajoutés de manière à réduire le pH à 6,5. L’enzyme est inactivée par un traitement thermique de la solution à 85°C pendant 10 minutes. Les caractéristiques de la solution/suspension ainsi obtenue sont détaillées dans le tableau cidessous.
ίο
Tableau 2 : Composition des protéines de riz hydrolysées obtenu selon le procédé décrit dans l’exemple 1
Caractéristiques Unité Limites visées Valeurs obtenues
Protéines non hydrolysées/insolubles % (poids/poids) < 10 60
Sodium mg/IOOgMS < 1200 1607
Potassium mg/ÎOOgMS <1500 964
Chlorure mg/IOOgMS < 1500 2220
Arsenic inorganique pg/kg MS <50 <50
Cadmium pg/kg MS <50 122
Plomb pg/kg MS <50 76
Mercure pg/kg MS <50 31
Exemple 2 : Traitement par centrifugation
Une solution/suspension de protéines de riz hydrolysées est préparée comme décrit dans l’Exemple 1. Cette solution/suspension est fractionnée sur un décanteur centrifuge à pH 7 et à 60 °C pour éliminer une partie des protéines non hydrolysées/insolubles.
Tableau 3 : Composition en fraction hydrolysée et métaux lourds des protéines de riz hydrolysées obtenues selon le procédé décrit dans l'exemple 2
Caractéristiques Unité Limites visées Avant séparation centrifuge Après séparation centrifuge
Protéines non hydrolysées/insolubles % (poids/poids) < 10 60 10
Arsenic inorganique pg/kg MS <50 <50 <50
Cadmium pg/kg MS <50 122 16
Plomb pg/kg MS <50 76 <30
Mercure pg/kg MS <50 31 16
Il a été découvert que le pH de séparation centrifuge a un impact majeur sur les rendements de récupération de matière protéique dans le surnageant.
Tableau 4 : Concentration en matière azoté du surnageant issu de la séparation centrifuge en fonction du pH
pH séparation centrifuge Matière azotée totaledu surnageant (g/kg)
5,5 61,8
6,2 64,8
6,7 65,7
7,2 67,9
Exemple 3 : Traitement par nanofiltration et diafiltration
Une solution de protéines hydrolysées traitée par séparation centrifuge est préparée comme décrit dans l’exemple 2. Cette solution est traitée par nanofiltration à seuil de coupure de 200 Da puis diafiltration du rétentat avec de l’eau à différents pH sur des membranes de nanofiltration pour éliminer certains contaminants.
Tableau 5 : Composition en nitrates et chlorates des protéines de riz hydrolysées obtenues 10 selon le procédé décrit dans l'exemple 3
Caractéristiques Unité Après séparation centrifuge Après Nanofiltration et Diafiltration au pH 7,0 Après Nanofiltration et Diafiltration au pH 6,0
Nitrates mg/kg MS 362 < 10 < 10
Chlorates mg/kg MS 1,5 0,26 0,31
Exemple 4 : Traitement par nanofiltration et diafiltration
Une solution de protéines hydrolysées traitée par séparation centrifuge est préparée comme décrit dans l’exemple 2. Cette solution est traitée par nanofiltration à seuil de coupure de 200 Da puis diafiltration du rétentat avec de l’eau à différents pH sur des membranes de nanofiltration pour éliminer des minéraux notamment monovalents.
Tableau 6 : Composition en minéraux des protéines de riz hydrolysées obtenues selon le procédé décrit dans l'exemple 4
Caractéristiques Unité Après séparation centrifuge Après Nanofiltration et Diafiltration au pH 7,0 Après Nanofiltration et Diafiltration au pH 6,0
Sodium mg/100 g MS 3096 1548 1076
Potassium mg/100 g MS 1879 1094 848
Chlorure mg/100 g MS 4210 580 853
Exemple 5 : Traitement par nanofiltration et électrodialyse
Une solution de protéines hydrolysées traitée par séparation centrifuge est préparée comme décrit dans l’exemple 2 avec un autre lot de protéines de riz. Cette solution est traitée par nanofiltration (seuil de coupure 200 Da) puis électrodialyse du rétentat. L’électrodialyse a été réalisée sur un outil pilote MEGA modèle P EDR-Y/50 sur 100 L de solution à un pH de 6,7, à 13°C et à un débit de 700 L/h. La conductivité de la solution a été abaissée de 10,8 mS/cm à 2,8 mS/cm.
Tableau 7 ; Composition en minéraux des protéines de riz hydrolysées obtenues selon le procédé décrit dans l'exemple 5
Caractéristiques Unité Après Nanofiltration Après Nanofiltration et Electrodialyse
Sodium mg/100 g MS 1928 1173
Potassium mg/100 g MS 1420 732
Chlorure mg/100 g MS 2929 1194
Exemple 6 : Analyse d’un hydrolysat obtenu après traitement par séparation 15 centrifuge, nanofiltration et diafiltration
Une solution de protéines hydrolysées traitée par séparation centrifuge est préparée comme décrit dans l’exemple 2. Cette solution est traitée par nanofiltration (seuil de coupure 200 Da) à pH 6,0 puis diafiltration du rétentat avec de l’eau à pH 6,0 sur des membranes de nanofiltration pour éliminer des minéraux.
Tableau 8 : Composition globale des protéines de riz hydrolysées obtenues selon le procédé décrit dans l'exemple 6
Caractéristiques Unité Limites visées Solution/suspension de protéines végétales hydrolysées Après traitement par séparation centrifuge, nanofîltration et diafîltration
Protéines/Matière azotée totale (N x 6,25) g/lOOgMS >60, de préférence >80 81,0 83,7
Protéines non hydrolysées % (poids/poids) < 10 60 3,6
Sodium mg/lOOgMS <1200 1666 970
Potassium mg/100 g MS < 1500 1072 582
Chlorure mg/lOOgMS < 1500 2937 370
Arsenic inorganique pg/kgMS <50 <50 <50
Cadmium gg/kgMS <50 85 23
Plomb gg/kg MS <50 102 <30
Mercure gg/kgMS <50 29 < 10
Nitrates mg/kg MS <50 N.D. < 10
Chlorates mg/kg MS <0,35 N.D. 0,31
Il ressort de ce tableau que l’hydrolysat de protéines de riz selon l’invention présente une composition avantageuse par rapport aux teneurs maximales en contaminants autorisées par la règlementation ; cet hydrolysat est en conséquence parfaitement adapté à une utilisation en nutrition infantile.
Exemple 7 : Traitement par homogénéisation de la solution avant hydrolyse Un essai a été réalisé en incluant une étape d’homogénéisation sur un homogénéisateur
GEA Niro Soavi Panda 1000 à 200 bars et 50°C sur une seule tête sur la solution de concentré de protéines de riz. Cette solution a été hydrolysée comme décrit dans l’exemple 1 mais avec un pH de 6,0 pour la séparation centrifuge. Un témoin non homogénéisé a été aussi hydrolysé dans les mêmes conditions.
Tableau 9 : Teneur en matière azotée du surnageant
Témoin - Solution hydrolysée obtenue sans homogénéisation de la solution initiale Solution hydrolysée obtenue avec homogénéisation de la solution initiale
Protéines/Matière azotée totale du surnageant (N x 6,25) (g/kg) 62,4 64,8
Exemple 8 : Traitement par résines cationiques d’une solution hydrolysée
L’utilisation de procédé de traitement mécanique du concentré de protéines de riz avant hydrolyse tel que décrit dans l’Exemple 7 peut détériorer la décontamination en métaux lourds, en cadmium notamment. Il a été découvert qu’il était possible d’appliquer un traitement par des résines cationiques pour réduire la contamination en cadmium d’une solution hydrolysée présentant une teneur anormalement élevé en cadmium.
Cette étape est rendu possible par la faible teneur en protéines insolubles obtenues avec notre invention. Une solution de protéines de riz hydrolysées avec une faible teneur en protéines non hydrolysées mais avec une teneur anormalement élevée en cadmium a été traitée sur une colonne contenant25 mL (BV soit le volume de lit) de la résine Amberlite IRC 748 sous forme sodium. La solution a été passée à un débit de 5 BV/heure à 20°C pour un total de 30 BV traité.
Tableau 10 : Teneur en cadmium
Solution hydrolysée à teneur anormalement élevée en cadmium Solution hydrolysée à teneur anormalement élevée en cadmium traitée par résine cationique
Teneur en cadmium (gg/kgMS) 90 22
Exemple 9 : Préparation pour nourrissons à base de protéines de riz hydrolysées
Les protéines de riz hydrolysées préparées comme dans l’Exemple 6, 5 séchées ou non, peuvent être utilisées dans des préparations destinées à l’alimentation infantiles telles que des préparations pour nourrissons ou des préparations de suite.
Un exemple de composition d’une préparation pour nourrissons comprenant 14,4% en poids de protéines de riz hydrolysées obtenues selon l’Exemple 6 est décrit dans le Tableau 11.
La préparation infantile préparée avec Thydrolysat décrit dans l’invention bénéficie des avantages en termes de teneurs en minéraux et contaminants liés à cet hydrolysat. Par ailleurs, le profil minéral obtenu grâce au procédé mis en œuvre facilitera la conduite du procédé de préparation de la préparation infantile.
Tableau 11 : Composition nutritionnelle d’une préparation pour nourrissons 1er âge pour enfant en poudre comprenant des protéines de riz hydrolysées
unité dans 100 g de poudre
ENERGIE kcal kJ 504 2111
PROTEINES g 11,5
LIPIDES g 25,0
MCT g 7,8
ACIDE LINOLEIQUE mg 4220
ACIDE A-LINOLENIQUE mg 405
ARA mg 138
DHA mg 125
GLUCIDES g 57,7
MALTODEXTRINE g 45,7
AMIDON g 12,0
MINERAUX SODIUM POTASSIUM CHLORINE mg mg mg 245 470 365
CALCIUM mg 520
PHOSPHORE mg 300
FER mg 5,5
MAGNESIUM mg 55
ZINC mg 5,0
CUIVRE dg 340
IODE dg 120
MANGANESE dg 100
SELENIUM dg 20,0
CHROME dg 25
MOLYBDENE dg 35
FLUOR dg < 1000
VITAMINES VITAMINE A dg 550
VITAMINE D dg 12,5
VITAMINE E mg 12,0
VITAMINE K dg 45
VITAMINE B1 dg 550
VITAMINE B2 dg 800
VITAMINE B6 dg 450
VITAMINE B12 dg 1,2
VITAMINE C mg 65
ACIDE FOLIQUE dg 90
ACIDE PANTOTHENIQUE mg 3,1
NIACINE mg 4,8
BIOTINE dg 11
AUTRES NUTRIMENTS CHOLINE mg 150
TAURINE mg 30
INOSITOL mg 35
L-CARNITINE mg 11
NUCLEOTIDES mg 19,6
Exemple 10 : Dessert pour nourrisson et enfant de bas âge à base de protéines de riz hydrolysées
Les protéines de riz hydrolysées préparés comme dans l’Exemple 6 peuvent être utilisés 5 dans la formulation de dessert en poudre (reconstitués à 18,6%) destinés aux pour nourrisson et enfant de bas âge. Cette préparation alimentaire contient des matodextrines, des amidons, des huiles végétales et de nombreux ingrédients nutritionnels. Un dessert pour enfant préparé avec l’hydrolysat décrit dans l’invention bénéficiera des avantages en termes de teneurs en minéraux et contaminants liés à cet hydrolysat.
Un exemple de composition d’Un dessert pour enfant comprenant 10,1 % en poids de protéines de riz hydrolysées obtenues selon l’Exemple 6 est décrit dans le Tableau 12.
Tableau 12 : Composition nutritionnelle d’un dessert pour enfant en poudre comprenant 5 des protéines de riz hydrolysées
UNITS 100 g POWDER
ENERGIE kcal 446
kJ 1880
PROTEINES g 8,1
LIPIDES g 12,7
MCT g 3,9
ACIDE LINOLEIQUE mg 1676
ACIDE A-LINOLENIQUE mg 146
GLUCIDES g 74,9
MALTODEXTRINE g 27,0
AMIDON g 33,9
MINERAUX SODIUM mg 150
POTASSIUM mg 358
CHLORINE mg 289
CALCIUM mg 538
PHOSPHORE mg 324
FER mg 4,33
MAGNESIUM mg 28,9
ZINC mg 2,31
CUIVRE Pg 190
IODE fig 57,7
MANGANESE Pg 86,6
SELENIUM pg 5,77
CHROME pg 11,5
MOLYBDENE pg 17,3
FLUOR pg <892
VITAMINES VITAMINE A pg 260
VITAMINE D pg 4,33
VITAMINE E mg 5,77
VITAMINE K pg 24,2
VITAMINE BI pg 300
VITAMINE B2 pg 358
VITAMINE B6 pg 242
VITAMINE B12 pg 0,58
VITAMINE C mg 40,4
ACIDE FOLIQUE ACIDE PANTOTHENIQUE NIACINE BIOTINE pg mg mg Rg 34,6 1,85 2,89 6,92
AUTRES NUTRIMENTS CHOLINE TAURINE INOSITOL L-CARNITINE NUCLEOTIDES mg mg mg mg mg 14,4 28,9 19,0 5,77 11,7

Claims (13)

  1. Revendications
    1. Procédé de préparation d’un hydrolysat de protéines végétales comprenant les étapes suivantes :
    a- préparation d’une suspension aqueuse de protéines végétales à une concentration comprise entre 2 et 50% (poids/poids) ;
    b- optionnellement, homogénéisation de la suspension aqueuse de protéines végétales préparée à l’étape a ;
    c- hydrolyse enzymatique de la suspension aqueuse de protéines végétales issue de la ou des étapes précédentes ;
    d- séparation centrifuge réalisée à un pHi compris entre 6 et 9 et à une température comprise entre 15 et 85°C ;
    e- nanofiltration du surnageant obtenu à l’étape d, préalablement ajusté à un ptL compris entre 5 et 7 ;
    une étape choisie parmi l’étape f et l’étape g suivantes :
    f- diafiltration du produit issu de l’étape e avec la membrane de nano filtration à un ρΗβ compris entre 5 et 7 ; et g- électrodialyse du rétentat obtenu à l’étape e ; h- optionnellement, concentration supplémentaire et/ou pasteurisation et/ou séchage de la solution obtenue.
  2. 2. Procédé de préparation d’un hydrolysat de protéines végétales selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape de traitement du rétentat sur une résine cationique échangeuse d’ions mise en œuvre juste après l’étape d ou juste après l’étape e que cette étape e soit suivie de l’étape f ou de l’étape g.
  3. 3. Procédé de préparation d’un hydrolysat de protéines végétales selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comprend une étape b d’homogénéisation.
  4. 4. Procédé de préparation d’un hydrolysat de protéines végétales selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la nanofîltration de l’étape c a un seuil de coupure compris entre 100 et 500 Da.
  5. 5. Hydrolysat de protéines végétales susceptible d’être obtenu par le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4.
  6. 6. Hydrolysat de protéines végétales selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il 5 contient des protéines (matière azotée totale) en une teneur supérieure ou égale à 60% en poids par rapport au poids total de matière sèche.
  7. 7. Hydrolysat de protéines végétales selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce qu’il contient une fraction de protéines hydrolysée/solubles supérieure ou
    10 égale à 60% au poids de protéines (matière azotée totale).
  8. 8. Hydrolysat de protéines végétales selon Tune des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdites protéines végétales proviennent de riz, de pois ou de soja.
    15
  9. 9. Hydrolysat de protéines végétales selon Tune quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu’il contient :
    - une teneur en chlorates inférieure ou égale à 0,35 mg/kg de matière sèche ; et/ou
    - une teneur en nitrates inférieure ou égale à 50 mg/kg de matière séché ; et/ou
    - une teneur en cadmium inférieure ou égale à 50 pg/kg de matière sèche.
  10. 10. Hydrolysat de protéines végétales selon Tune quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu’il a la composition suivante :
    Caractéristiques Unité Hydrolysat de protéines végétales selon l’invention Protéines/Matière azotée totale (N x 6,25) g/100 g de matière sèche >80 Protéines non hydrolysées % de protéines/matière azoté totale < 10 Sodium mg/100 g de matière sèche < 1200 Potassium mg/100 g de matière sèche < 1500 Chlorure mg/100 g de matière sèche < 1500 Arsenic inorganique pg/kg de matière sèche <50 Cadmium pg/kg de matière sèche <50
    Plomb pg/kg de matière sèche <50 Mercure pg/kg de matière sèche <50 Nitrates mg/kg de matière sèche <50 Chlorates mg/kg de matière sèche <0,35
  11. 11. Utilisation de l’hydrolysat de protéines végétales selon l’une quelconque des revendications 5 à 10 pour la fabrication de préparation alimentaire.
    5
  12. 12. Préparation alimentaire comprenant un hydrolysat de protéines végétales selon l’une quelconque des revendications 5 à 10.
  13. 13. Préparation alimentaire selon la revendication 12, caractérisée en ce qu’il s’agit d’une préparation infantile pour nourrissons ou de suite et en ce qu’elle contient entre 10 et 30%
    10 en poids dudit hydrolysat.
    1/1
    Concentré de protéines végétales
    Hydrolysat de protéines végétales destinées à l'alimentation infantile
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